對象關系映射(ORM)


1、什么是 對象-關系映射

  對象-關系映射(Object Relational Mapping,簡稱ORM,對象關系映射)是一種為了解決面向對象與關系數據庫存在的互不匹配的現象的技術。 簡單的說,ORM是通過使用描述對象和數據庫之間映射的元數據,將程序中的對象自動持久化到關系數據庫中。本質上就是將數據從一種形式轉換到另外一種形式。

  對象-關系映射(Object/Relation Mapping,簡稱ORM),是隨着面向對象的軟件開發方法發展而產生的。面向對象的開發方法是當今企業級應用開發環境中的主流開發方法,關系數據庫是企業級應用環境中永久存放數據的主流數據存儲系統。對象和關系數據是業務實體的 兩種表現形式,業務實體在內存中表現為對象,在數據庫中表現為關系數據。內存中的對象之間存在關聯和繼承關系,而在數據庫中,關系數據無法直接表達多對多 關聯和繼承關系。因此,對象-關系映射(ORM)系統一般以中間件的形式存在,主要實現程序對象到關系數據庫數據的映射。

  對象-關系映射(Object/Relation Mapping,簡稱ORM),是隨着面向對象的軟件開發方法發展而產生的。面向對象的開發方法是當今企業級應用開發環境中的主流開發方法,關系數據庫是企業級應用環境中永久存放數據的主流數據存儲系統。對象和關系數據是業務實體的 兩種表現形式,業務實體在內存中表現為對象,在數據庫中表現為關系數據。內存中的對象之間存在關聯和繼承關系,而在數據庫中,關系數據無法直接表達多對多 關聯和繼承關系。因此,對象-關系映射(ORM)系統一般以中間件的形式存在,主要實現程序對象到關系數據庫數據的映射。

  讓我們從O/R開始。字母O起源於"對象"(Object),而R則來自於"關系"(Relational)。幾乎所有的程序里面,都存在對象和關系數據庫。在業務邏輯層和用戶界面層中,我們是面向對象的。當對象信息發生變化的時候,我們需要把對象的信息保存在關系數據庫中。

  一般的ORM包括以下四部分: 
      一個對持久類對象進行CRUD操作的API; 
      一個語言或API用來規定與類和類屬性相關的查詢; 
      一個規定mapping metadata的工具; 
      一種技術可以讓ORM的實現同事務對象一起進行dirty checking(臟檢查), lazy association fetching(惰性關聯抓取)以及其他的優化操作。

2、目前流行的 ORM 產品

      目前眾多廠商和開源社區都提供了持久層框架的實現,常見的有:      Apache OJB (http://db.apache.org/ojb/) 

      Cayenne (http://objectstyle.org/cayenne/) 

      Jaxor (http://jaxor.sourceforge.net) 

      Hibernate (http://www.hibernate.org) 

      iBatis (http://www.ibatis.com) 

      jRelationalFramework (http://ijf.sourceforge.net) 

      mirage (http://itor.cq2.org/en/oss/mirage/toon) 

      SMYLE (http://www.drjava.de/smyle) 

      TopLink (http://otn.oracle.com/products/ias/toplink/index.html)      其中 TopLink 是 Oracle 的商業產品,其他均為開源項目。      其中 Hibernate 的輕量級 ORM 模型逐步確立了在 Java ORM 架構中領導地位,甚至取代復雜而又繁瑣的 EJB 模型而成為事實上的 Java ORM 工業標准。而且其中的許多設計均被 J2EE 標准組織吸納而成為最新 EJB 3.0 規范的標准,這也是開源項目影響工業領域標准的有力見證。

3、對象-關系映射模式

  (1)數據類型映射模式

  • 簡單數據類型模式:建立UML和關系型數據庫中簡單數據類型的映射表以指導映射。

  • 枚舉數據類型模式:每種枚舉類型對應一個表,只有一個列(_EnumLiteral)表示枚舉值。

  • 基於類的數據類型模式:使用外鍵約束,將基礎列與基於類的類型實例相關聯。

  (2)類映射模型

      每個類對應一個表。單值屬性、多值屬性、繼承關系可以用下述方法映射,而引用屬性將在關聯映射模式中提到。

  • 單值屬性模式:是cardinality的上界為1的屬性,映射到類所對應的表的列上。若其下界也為1(必須有的屬性),列屬性為NOT NULL。
  • 多值屬性模式:每個多值屬性映射成一個獨立的表,使用外鍵連接到類所對應的表上。

  • 繼承模式:每加入一個類的實例時,根據其繼承關系自頂向下生成每個類的對象,這些對象具有相同的ID(根對象對應記錄的主鍵)。刪除對象實例時,自底向上刪除數據。

  (3)關聯映射模式

  • 一對一關聯模式:在關聯兩端各加一列。

  • 一對多關聯模式:如果多這端是有序的,還需加入一列表示序號。

  • 多對多關聯模式:將關聯單獨作一個表。

  • 組合關聯模式:注意級聯式刪除。

  • 反演關聯模式:關聯兩端指向相關的類型,和普通關聯一樣。

  • 成對關聯模式:關聯記錄兩個類間的關系,用交集類表示關聯,表示成一個單獨的表,每個關聯對應一個表,用外鍵表示它們間的關系。

  • 關聯上的OCL需要分析成對應的存儲過程代碼。

  • 保證關聯的cardinality也需要分析成對應的存儲過程代碼。

  (4)引用映射模式

  • 在UML中不存在的MOF特征,指屬性是聲明為引用類型的實例。用存儲過程實現。

4、SQL與ORM的優缺點

相對來說,ORM的缺點就是SQL的優勢地方,而優點也是SQL的劣勢地方。

  • ORM優點
    • 方便地使用面向對象,語句清晰

    • 防注入『這個其實不算ORM的核心,因為比如Phalcon的SQL形式寫法也可以防注入』

    • 方便動態構造語句,對於不同的表的相同操作采用多態實現更優雅

    • 一定程度方便重構數據層『比如改表名,字段名等』

    • 設置鈎子函數

  • ORM缺點
    • 不太容易處理復雜查詢語句
    • 性能較直接用SQL差

5、如何選擇

盡量使用ORM,除了含子查詢的復雜語句『不過大流量下的網站最好不要寫這種復雜SQL』,當然這也只是一個原則,所以反過來說也可以,不過以下幾個場景用ORM的好處是很明顯的

  • Model對象不確定的時候,使用多態的方式去處理不同實例的相同操作

  • 語句結構不確定的時候,比如根據不同的情況Where子句不一樣的時候,采用if的代碼結構去控制ORM方法的使用比拼接SQL語句要清晰的多

  • 設置鈎子函數,比如分頁里面,拿分頁數據同時要count數據,那么就可以在Model里面插入這個算count的鈎子函數(包括緩存邏輯)


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